Роторно-ковшовый обогатитель-обезвоживатель Советский патент 1992 года по МПК B03B11/00 

Изобретение относится к обогащению и обезвоживанию полезных ископаемых при гидромеханизированной добыче, переработке и выгрузке или гидравлического обогащения перед складированием на сухой склад. В частности, может быть применено для обогащения и обезвоживания песка в технологической процессе подводной добычи нерудных строительных материалов, перед погрузкой в транспортные суда. Изобретение может быть использовано при намыве плотин, дамб и т.д.

Известен роторно-ковшовый обезвожи- ватель для песка и гравия, состоящий из бункера и роторного колеса, вращаемого приводом в опорах, установленных над уровнем гидросмеси (пульпы) в бункере. На

роторном колесе закреплены ковши, зачерпывающие (при вращении ротора) из бункера осевшие на дно частицы и пульпу. За время поворота ковша .к месту нагрузки из него через перфорационные отверстия в фильтрующем элементе вытекает вода. Недостатками данной конструкции являются значительные потери песка из ковшей с удаляющейся через перфорационные отверстия водой, что приводит к снижению производительности обезвоживателя и увеличению удельных энергозатрат. В процессе фильтрации воды на верхнем слое осевших товарных частиц (более крупных или более тяжелых по сравнению с нетоварными) отфильтровываются нетоварные частицы, и желаемая глубина обогащения при

СА

ю

00

N

таком обезвоживании не обеспечивается. Невозможно также повысить частоту вращения ротора с целью повышения производительности установки или изменения крупности обогащенного материала, так как это приводит к повышению влажности обезвоженного материала. Влажность товарных частиц значительно увеличивается также при обезвоживании тонкодисперсных полезных ископаемых в связи с резким снижением скорости фильтрации воды в них.

Известен роторно-ковшовый обезвожи- ватель, состоящий из бункера и роторного колеса с закрепленными на нем ковшами. В нем также использован фильтрационный способ обезвоживания. Для увеличения глубины обезвоживания над верхней частью роторного колеса установлен кожух, под который во время работы подается воздух с избыточным давлением. В данной конструкции на обезвоживание материала затрачивается дополнительная энергия, но при этом не исключается отмеченное выше от- фильтрование нетоварных фракций на поверхности осадка товарных

В других установках для ускорения фильтрации и более полного удаления воды предлагаются вакуумные устройства различных конструкций, при использовании которых расходуется значительная дополнительная энергия и не устраняется засорение товарных фракций нетоварными.

Наиболее близка к предлагаемому устройству ротационная установка (выбрана за прототип) для разделения твердых частиц по крупности или удельной массе в жидкой среде, в частности для обогащения руд и угля различных типов. Ротационная установка состоит из бункера-накопителя товар- ного продукта, роторного колеса, вращаемого приводом в опорах, закрепленных на бункере-накопителе, бункера-питателя, расположенного над роторным колесом, насосной установки для подачи воды, двух подающих и одного отводящего транспортеров. Смесь воды и, например, рудного концентрата, подается в бункер-питатель и из него наливается через загрузочное устройство в емкости (ковши) вращаемого приводом роторного колеса, За время, отведенное на поворот ротора, примерно на 90°, происходят осаждение товарных частиц в ковше и последующие раздельное вытекание воды с нетоварными взвесями через отверстия в боковых стенках и выгрузка товарного осадка из ковшей в приемный бункер конвейера.

Недостатки данной конструкции:

- для подъема исходного материала и воды в бункер-питатель затрачивается энергия;

- ограниченный угол поворота ротора между заполнением ковша и его опорожнением при медленном гравитационном разделении частиц требует низкой частоты

вращения ротора для качественного разделения материала и, тем самым, ограничивает производительность обогатите- ля-обезвоживателя.

Целью данного изобретения является

0 повышение производительности.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции роторно-ковшового обогатителя-обезвоживателя с зачерпыванием разделяемой смеси из бункера задняя

5 стенка каждого ковша сопрягается с разгрузочным желобом, к днищу которого присоединен по крайней мере один поперечный лоток с не менее чем одним сливным отверстием для стекания и отвода жидкости с

0 неосевшими нетоварными взвесями и последующего раздельного ссыпания осадка товарного материала в приемный бункер конвейера.

Изменением частоты вращения ротора

5 достигается управление массой (производительностью установки) или диаметром выпадающих в осадок частиц в бункере и ковшах ротора и, следовательно, граничной плотностью или крупностью товарных частиц, ссы0 паемых из ковшей в приемный бункер конвейера.

В сопоставлении с прототипом предлагаемый роторно-ковшовый обогатитель- обезвоживатель отличается тем, что для

5 отвода жидкости с неосевшими нетоварными частицами служит по крайней мере один поперечный лоток, в днище или торцовой стенке которого выполнено одно или более сливные отверстия, присоединенный к дни0 щу разгрузочного желоба, сопряженного с задней стенкой ковша. В прототипе жидкость со взвесями отводится через отверстие в боковой стенке ротора (ковша) с внешним желобом. Предложенное решение

5 позволяет зачерпывать разделяемую смесь товарных и нетоварных частиц из бункера и тем самым увеличить угол поворота ковша между загрузкой его и выгрузкой. В сопоставимых условиях (одинаковые размеры ков0 шей, ротора и диаметры или массы товарных частиц) с обеспечением равного времени между загрузкой и выгрузкой ковшей данный роторно-ковшовый обогати- тель-обезвоживатель имеет большую

5 частоту вращения ротора и, следовательно, большую производительность. В сравнении с роторно-ковшовыми обезвоживателями, имеющими перфорированные ковши, производительность данного устройства возрастает еще больше в связи с тем, что скорость

осаждения частиц, например в. воде, более чем на порядок выше скорости фильтрации воды через поры в частицах того же диаметра. Это техническое решение соответствует критерию новизна. Анализ известных тех- нических решений в исследуемой области, т.е. гидромеханизации, а также в смежных и других областях (рудная и угольная промышленность, переработка нерудных строительных материалов), показал на отсутствие в применяемом оборудовании признаков, сходных с существенным отличительным признаком в предлагаемой обогатительно-обезвоживающей установке, и позволил признать это решение соответст- вующим критерию существенное отличие.

На фиг, 1 показан вид роторно-ковшо- вого обогатителя-обеэвоживателя сбоку; на фиг, 2 - виды разгрузочного желоба в плане с вариантами расположения канала со слив- ными отверстиями.

Роторно-ковшовый обогатитель-обез- воживатель состоит из бункера 1 и роторного колеса 2, установленного в расположенных над бункером опорах. На роторном колесе жестко закреплены неперфорированные ковши 3, сопряженные с разгрузочными желобами 4. К днищу каждого разгрузочного желоба под поперечной щелью примыкает по крайней мере один поперечный лоток 5 с не менее чем одним сливным отверстием 6. Сечение лотка может быть переменным, увеличивающимся в сторону сливного отверстия. На плоскости разгрузочного желоба поперечная щель мо- жет располагаться под прямым или косым углом к продольной оси желоба или зигзагом (фиг. 2). Сливные отверстия 6 могут располагаться как в торцовых, так и в днищевых стенках лотка. С боковых сторон у ротора могут располагаться приемные бункеры 7 для сбора и удаления жидкости с неосевшими нетоварными частицами. Со стороны выгрузки расположен приемный бункер 8 товарного осадка с конвейером 9.

Обогащение и обезвоживание исходной смеси осуществляются следующим образом. Из непрерывно поступающей в бункер 1 смеси жидкости и разделяемых частиц оседают на дно бункера наиболее крупные или наиболее тяжелые частицы. Осевшие частицы зачерпываются ковшами 3, жестко закрепленными на вращаемом приводом роторном колесе 2. Одновременно ковши зачерпывают из бункера смесь

жидкости со взвешенными в ней товарными и нетоварными частицами. В процессе вращения ротора в ковшах 3 происходит гравитационное осаждение товарных фракций (более крупных или более тяжелых), а нетоварные фракции, оставшиеся в жидкости во взвешенном состоянии, постепенно перетекают вместе с ней на разгрузочный желоб 4, а затем через поперечную щель - в поперечный лоток 5 и стекают через сливное отверстие 6 обратно в бункер 1 или, например, в приемные бункеры 7 и далее в отводной трубопровод. При дальнейшем вращении ротора осадок товарного материала ссыпается из ковша 3 по разгрузочному желобу 4 в приемный бункер 8 конвейера 9.

При дальнейшем вращении ротора цикл обогащения-обезвоживателя повторяется поочередно во всех ковшах. Объемная влажность обезвоженного осадка остается практически неизменной и примерно равной пористости товарного осадка, а размер (или масса) наименьших частиц, выпавших в осадок, зависит от частоты вращения ротора. Очевидно, что чем выше частота вращения ротора, тем крупнее или тяжелее частицы, выпадающие в осадок, и тем выше производительность предлагаемого роторно-ков- шового обогатителя-обезвоживателя.

Формула и з обре, тения

1.Роторно-ковшовый обогатитель- обезвоживатель, включающий ротор с жестко закрепленными на нем ковшами, приспособления для загрузки материала и выгрузки песков и соединенные с ковшами приспособления для выгрузки слива, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен сопряженными с выгрузочными торцами ковшей выгрузочными желобами и установленными под днищами и примыкающими к желобам лотками, при этом в днищах желобов выполнены поперечные щели, а лотки установлены под поперечными щелями, причем в днищах или торцовых стенках лотков выполнено одно или более сливные отверстия.

2.Обогатитель-обезвоживатель по п.1, отличающийся тем, что лотки установлены под острым углом к продольной оси желобов.

3.Обогатитель-обезвоживатель по п.1, отличающийся тем, что лотки выполнены из двух пересекающихся под углом друг к другу частей.

8

Использование: обогащение полезных ископаемых. Сущность изобретения: На роторе 2 жестко закреплены ковши (К) 3. С разгрузочными торцами КЗ сопряжены разгрузочные желоба (Ж) 4. С К 3 соединены приспособления для выгрузки слива. Устройство включает также приспособление для загрузки материала в виде бункера 1, и приспособление для выгрузки песков в виде приемного бункера 1 и приспособление для выгрузки песков в виде приемного бункера 8 с конвейером 9. Под днищами Ж 4 установлены примыкающие к Ж 4 лотки (Л) 5. В днищах Ж 4 выполнены щели. В днищах или торцовых стенках Л 5 выполнены одно или более сливные отверстия 6. При этом Л 5 могут быть установлены под острым углом к продольной оси Ж 4. Возможно выполнение Л 5 из двух пересекающихся друг с другом частей. Водо-грунтовая смесь подается в бункер 1. Тяжелые частицы оседают, а нетоварные фракции с жидкостью перетекают в Ж 4. Далее легкие частицы с жидкостью разгружаются через Л 5 и отверстия 6 в бункер 7. Тяжелый материал ссыпается из К 3 в бункер 8 и на конвейер 9. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с

Фиг. f